指令：計算機的語言

重點四：指令集架構

• 指令集架構包含：硬體資訊及指令集

  1. 硬體資訊

     • 計算機基礎架構
       1. 處理器
          • 控制單元
          • 資料路徑
            • ALU（算術邏輯單元）
            • Register（暫存器）
              • MIPS共有
                • 32個32bits一般目的暫存器、浮點數運算暫存器
                • 以及多個特殊目的暫存器：
                  • Program Counter：儲存下一個指令的記憶體位址
                  • Hi：儲存乘法運算結果的高位元部分、除法運算結果的餘數部分
                  • Lo：儲存乘法運算結果的低位元部分、除法運算結果的商數部分
       2. 記憶體
          • 一個位址對應到一個位元組（Byte，8bits）
          • 以32bits來表示記憶體位址，記憶體最大容量可為2^32 Bytes（4Gbytes）
          • 記憶體存取以words（字組）為基本單位，1 words = 4 Bytes
          • 位元組位址規定必須從4的倍數放起，稱為Alignment
          • 因此記憶體的位元組位址為0~2^32-1，字組的位元組位址為 0,4,8……2^32-4
          • 記憶體存放資料的順序稱為位元順序（Byte-Order or Endianess）
            • 位元順序分為 Big Endian 和 Little Endian
            • MIPS為Big Endian，數字較大的位元放在較低的記憶體位址。
       3. I/O
          指令格式 定址模式

  2. 指令集類別

     • Data Transfer
       • Load
       • Store
     • Operation
       • Arithmetic：add , sub, multiply, divide
       • Logical：not, and, or, set, clear
     • Flow Control
       • Intra Program：unconditional, conditional
       • Inter Program：call, return
       • System Call：trap, return
     • MIPS指令集則分為五類：
       1. Arithmetic（算數指令）
       2. Data Transfer（資料轉移指令）
       3. Flow Control（流程控制指令）
       4. Logical（邏輯指令）
       5. Procedure Call（程序呼叫指令）